射出成形方法および射出成形装置
【課題】成形品が深絞り形状の場合であっても、転写フィルムの破れやしわの発生を防止することができる射出成形方法を提供する。
【解決手段】第１金型の一例である可動金型１０と第２金型の一例である固定金型１１の型締め時に、成形空間（キャビティ）のコーナー部における転写フィルム１２の温度を、成形空間の隣接するコーナー部間における転写フィルム１２の成形空間の外側での温度よりも低くする。
【解決手段】第１金型の一例である可動金型１０と第２金型の一例である固定金型１１の型締め時に、成形空間（キャビティ）のコーナー部における転写フィルム１２の温度を、成形空間の隣接するコーナー部間における転写フィルム１２の成形空間の外側での温度よりも低くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形により成形品を得ると同時に、金型内に配置された転写フィルムの転写層をその成形品の表面に転写させる射出成形方法および射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形により成形品を得ると同時に、その成形品の表面に転写層を形成することにより、成形品の表面を加飾したり、成形品の表面に所望の機能を付与する箔転写同時射出成形プロセスが従来より知られている。具体的には、例えば色、絵柄、模様等の意匠が印刷された意匠膜を有する転写層、あるいは、例えば抗菌、シールド効果、指紋レスなどの機能を持つ機能膜を有する転写層が基材上に積層された構造の転写フィルム（箔）を金型のキャビティ（成形空間）に配置して、キャビティに樹脂を射出注入した後、型開きすることで、基材から転写フィルムを剥離して、射出成形された成形品の表面に転写させる。
【０００３】
このような箔転写同時射出成形プロセスを実行する射出成形装置において、立ち上がりの深い成形品を得る場合には、転写フィルムを金型のキャビティの内壁に沿い易くする工夫が必要となる。そこで、射出成形前に転写フィルムを予備加熱する方法が従来より提案されている。
【０００４】
図８は特許文献１に記載された従来の射出成形装置を示す図である。
【０００５】
この従来の射出成形装置は、キャビティ形成面１０１に臨む射出口１０２を有する雄型１０３と、該雄型１０３と対向的に位置する雌型１０４と、基体フィルム上に転写層を有する長尺の転写箔１０５を一ピッチ毎に送る箔送り手段１０６とを備えており、箔転写同時射出成形プロセスにおいて、雄型１０３と雌型１０４との間に一ピッチ分の転写箔１０５を送り込み、型閉めをした後、射出口１０２から溶融樹脂をキャビティ内に射出し、その冷却を待って型開きを行い、雄型１０３のキャビティ形成面１０１に付着した成形品１１０から基体フィルムを剥離することにより、成形品１１０の表面に転写層が転写された射出成形同時絵付け品を得るものである。
【０００６】
また、この従来の射出成形装置は、雄型１０３と雌型１０４との間に出入可能なアーム１０７の先端に成形品取り出し機構１０８と加熱機構１０９とを背向的に有する加熱取り出し兼用手段を備えており、型開きの際には、型内にアーム１０７を導き、雄型１０３側で成形品１１０を把持すると共に雌型１０４側で転写箔１０５を加熱し、型締めの際には型外にアーム１０７を出して、成形品取り出し機構１０８が把持した成形品１１０を取り外す構成となっている。
【０００７】
このように、この従来の射出成形装置は、成形品取り出し機構１０８と加熱機構１０９とを背向的に有する加熱取り出し兼用手段を備え、型開きの際に、成形品取り出し機構１０８で成形品１１０を把持すると共に、加熱機構１０９で転写箔１０５を加熱することにより、金型が開く僅かな時間と空間を利用して、予備加熱を行う構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１−２６４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した従来の射出成形装置の構成では、型内に配置された転写フィルムを均一に加熱している。そのため、型締め圧力により転写フィルムを引き伸ばしながら金型の成形空間（キャビティ）に引き込む構成の場合には、転写フィルムが受ける引っ張り応力に起因して、転写フィルムに破れやしわが発生するおそれがある。さらに、型内に配置された転写フィルムを均一に加熱しているため、型内に配置された転写フィルムの厚みが、成形品の表面に転写される部分も含めて均一に薄くなる。そのため、転写層が意匠膜を有する場合には、意匠膜に印刷されている色や絵柄、模様等が薄くなって所望の意匠で成形品を加飾できないおそれがある。また、転写層が機能膜を有する場合には、所望の機能を成形品の表面に付与できないおそれがある。これらの問題は、特に成形品が深絞り形状の場合に顕著に表れる。
【００１０】
図９は従来の射出成形装置の型締め途中の状態を説明するための側面断面図である。この射出成形装置では、可動金型１１１と固定金型１１２との間に転写フィルム１１３が配置され、箔押さえプレート１１４と固定金型１１２とで転写フィルム１１３の一部が挟み込まれて、転写フィルム１１３が固定金型１１２に拘束された後、型内に配置された転写フィルム１１３が均一に加熱される。その後、可動金型１１１が型閉め動作を開始し、可動金型１１１の凸形状のキャビティ形成面１１１ａが転写フィルム１１３に接触して、型締め圧力により、転写フィルム１１３は引き伸ばされながら、固定金型１１２の凹形状のキャビティ形成面１１２ａ内に引き込まれる。
【００１１】
図１０は従来の射出成形装置における転写フィルムの型締め途中の状態を説明するための平面図である。図１０に示すように、型内に配置された転写フィルム１１３が均一に加熱された場合、型締め時には、転写フィルム１１３に作用する引っ張り応力のうち、凹形状のキャビティ形成面１１２ａのコーナー部１１５に引き込まれる部分に作用する引っ張り応力が、そのコーナー部１１５以外の箇所に引き込まれる部分に作用する引っ張り応力１１６よりも小さくなる。したがって、凹形状のキャビティ形成面１１２ａのコーナー部１１５以外の箇所に引き込まれる部分が主に引き伸ばされるため、コーナー部１１５に引き込まれる部分には圧縮応力１１７が生じ、それにより、しわ１１８が発生する。特に、立ち上がりの深い成形品の場合、凹形状のキャビティ形成面１１２ａ内に引き込まれる転写フィルムの量が多くなるため、しわの発生する範囲が広がり、かつ、しわの量が多くなる。
【００１２】
さらに、型締め時には、可動金型１１１の凸形状のキャビティ形成面１１１ａの底面の角部１１９（図８を参照）に応力が集中するため、そこにおいて転写フィルム１１３が伸び性能以上に伸ばされて、転写フィルム１１３の伸びの限界による破れが発生する。特に、立ち上がりの深い成形品の場合、凸形状のキャビティ形成面１１１ａの底面の角部１１９に大きな引っ張り応力が発生するので、破れやすくなる。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、成形品が深絞り形状の場合であっても、転写フィルムの破れやしわの発生を防止するとともに、成形品の表面に所望の意匠または機能を付与することが可能となる射出成形方法および射出成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の射出成形方法は、第１金型と第２金型との間に転写フィルムを配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型締めして形成した成形空間内に樹脂を注入した後、型開きすることにより、成形品を得ると同時に、その成形品の表面に前記転写フィルムの転写層を転写する射出成形方法において、前記第１金型と前記第２金型の型締め時に、前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度よりも低くすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の射出成形方法において、前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記第１金型の凸形状のキャビティ形成面の側面のコーナー部および底面の角部と前記転写フィルムとを接触させて制御してもよい。
【００１６】
また、本発明の射出成形方法において、前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度を、前記第２金型の凹形状のキャビティ形成面の周囲の表面と前記転写フィルムとを接触させて制御してもよい。
【００１７】
また、本発明の射出成形方法において、前記転写フィルムに第１方向の張力を与えて前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記第１方向に交差する第２方向の両端において前記転写フィルムを拘束した後、前記第１方向において前記転写フィルムに作用している張力を解放し、成形品を得た後に、その張力を復帰させてもよい。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明の射出成形装置は、第１金型と第２金型との間に転写フィルムを配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型締めして形成した成形空間内に樹脂を注入した後、型開きすることにより、成形品を得ると同時に、その成形品の表面に前記転写フィルムの転写層を転写する射出成形装置において、前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度よりも低くするための温度制御手段を、前記第１金型および前記第２金型に設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の射出成形装置において、前記第１金型に設けた温度制御手段は、前記第１金型の凸形状のキャビティ形成面の側面のコーナー部および底面の角部の温度を制御してもよい。
【００２０】
また、本発明の射出成形装置において、前記第２金型に設けた温度制御手段は、前記第２金型の凹形状のキャビティ形成面の周囲の温度を制御してもよい。
【００２１】
また、本発明の射出成形装置において、前記転写フィルムに第１方向の張力を与えて前記第１金型と前記第２金型との間に配置するフィルム送り装置と、前記第１方向に交差する第２方向の両端において前記第１金型または前記第２金型に前記転写フィルムを拘束する箔押さえプレートと、をさらに設け、前記箔押さえプレートによって前記転写フィルムが拘束された後、前記フィルム送り装置が、前記第１方向の張力を解放し、成形品が得られた後に、その張力を復帰させてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、転写フィルムを均一に加熱する従来の構成に対して、転写フィルムの温度分布を制御して、転写フィルムの伸ばしたい部分および伸ばしたくない部分ごとに温度を制御できる。したがって、転写フィルムの伸ばしたい部分を伸ばし、伸ばしたくない部分の伸びを抑えることができるので、成形品が深絞り形状の場合であっても、転写フィルムの破れやしわの発生を防止するとともに、成形品の表面に所望の意匠または機能を付与することが可能となる。
【００２３】
また、本発明によれば、箔転写同時射出成形プロセスにおいてフィルム送り装置が転写フィルムへ与える張力を解放して、転写フィルムに作用する引張り応力を緩和することができる。したがって、上記した転写フィルムの温度制御によって、転写フィルムの伸ばしたい部分をより伸ばし、伸ばしたくない部分の伸びをより抑えることができるようになり、転写フィルムの破れやしわの発生を防止する性能や、成形品の表面に所望の意匠または機能を付与する性能をさらに向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における射出成形装置の要部を示す側面断面図
【図２】本発明の実施の形態１における射出成形装置の固定金型の要部を示す平面図
【図３】本発明の実施の形態１における射出成形装置の可動金型の要部を示す平面図
【図４】本発明の実施の形態１における転写フィルムの型締め途中の状態を説明するための平面図
【図５】本発明の実施の形態１における射出成形装置の要部の型締め途中の状態を説明するための側面断面図
【図６】本発明の実施の形態２における射出成形装置の要部を示す側面断面図
【図７】本発明の実施の形態２における可動金型の要部を示す平面図
【図８】従来の射出成形装置を示す図
【図９】従来の射出成形装置の型締め途中の状態を説明するための側面断面図
【図１０】従来の射出成形装置における転写フィルムの型締め途中の状態を説明するための平面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。また図示された各構成要素の厚み、長さ等は図面作成の都合上から、実際とは異なる。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における射出成形装置の要部を示す側面断面図、図２は本発明の実施の形態１における射出成形装置の固定金型の要部を示す平面図、図３は本発明の実施の形態１における射出成形装置の可動金型の要部を示す平面図である。
【００２７】
図１に示すように、この射出成形装置は、第１金型である可動金型１０と、第２金型である固定金型１１を備える。また、図示しないが、可動金型１０と固定金型１１との間に転写フィルム１２を成形ショットごとに１ピッチ分ずつ送って配置するためのフィルム送り装置を備えている。
【００２８】
転写フィルム１２は、転写層１２ａが基材１２ｂ上に積層された構造となっている。転写層１２ａは、例えば色、絵柄、模様等の意匠が印刷された意匠膜を有しており、フィルム送り装置によって１ピッチ分ずつ送られることにより、所望の意匠を施した範囲が、可動金型１０と固定金型１１との間の所定位置に配置される。
【００２９】
固定金型１１には凹形状のキャビティ形成面１１ａが設けられており、可動金型１０には、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａに対向して凸形状のキャビティ形成面１０ａが設けられている。
【００３０】
また、この射出成形装置は、箔押さえプレート１３を備えている。箔押さえプレート１３は、固定金型１１側へ移動して、転写フィルム１２の一部を固定金型１１とともに挟み込み、転写フィルム１２を固定金型１１に拘束する。可動金型１０には、可動金型１０が固定金型１１側へ移動して型締めがなされるときに箔押さえプレート１３を収納する収納窪み１０ｂが形成されている。この実施の形態１では、箔押さえプレート１３が、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの周囲において転写フィルム１２を固定金型１１とともに挟み込む枠形状の場合について説明する。なお、箔押さえプレートは、転写フィルム１２の長手方向に直交する両端を固定金型１１とともに挟み込む形状であってもよい。
【００３１】
続いて、この射出成形装置による箔転写同時射出成形プロセスについて説明する。可動金型１０と固定金型１１との間に転写フィルム１２が配置され、可動金型１０と固定金型１１とが型締めされると、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａと可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａによって成形空間（キャビティ）が形成される。その成形空間に、可動金型１０に設けられている樹脂射出孔１０ｃから溶融樹脂が射出注入される。成形空間が溶融樹脂で充填され、その充填された溶融樹脂が冷却されて固化されると、可動金型１０が固定金型１１から離間して型開きがなされる。この動作により、成形品が得られると同時に、転写フィルム１２の基材１２ｂから転写層１２ａが剥離して、成形品の表面に転写される。
【００３２】
続いて、この射出成形装置における金型の温度分布（転写フィルムの温度分布）の制御機構について説明する。
【００３３】
固定金型１１は、その金型温度を部分的に制御できるように、金型本体部分と複数の固定側温度制御インサート１４からなる分割構造体となっている。温度制御手段の一例である固定側温度制御インサート１４は、箔転写同時射出成形プロセスにおいて最も応力が集中する部分以外の箇所であって、転写フィルム１２に作用する引っ張り応力が比較的大きくなる箇所に対応させて配置する。型締め圧力によって転写フィルム１２を引き伸ばしながら成形空間に引き込む構成の場合、可動金型１０と固定金型１１との間に配置された転写フィルム１２のうち、成形品の底面の角部に転写される部分に最も応力が集中する。また、成形品の側面に転写される部分が引き伸ばされながら成形空間に引き込まれるとともに、そこに成形空間の外側で続く部分（成形空間には引き込まれず、成形品に転写されない部分）も引き伸ばされる。そして、その引き伸ばされる部分のうち、成形品の側面のコーナー部以外に転写される部分やそこに成形空間の外側で連続する部分に作用する引っ張り応力が比較的大きくなる。そこで、成形空間の外側で、成形空間のコーナー部に対面する位置から外れる位置（成形空間の外側で、成形空間のコーナー部に向かって転写フィルムが引っ張られる範囲を除いた範囲）に固定側温度制御インサート１４を配置する。例えば、図１および図２に示すように、転写フィルム１２の長手方向およびその長手方向に直交する幅方向のそれぞれにおいて対向しているキャビティ形成面１１ａ（成形空間）の直線形状部１５に対応させて、キャビティ形成面１１ａ（成形空間）の外側に配置する。この配置により、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの周囲の温度を制御することができる。
【００３４】
固定側温度制御インサート１４の温度制御は、例えば固定金型１１に、固定側温度制御インサート１４ごとに温度測定器を設け、それらの温度測定器から生成される信号を用いて、所定の温度となるようにフィードバック制御してもよい。固定側温度制御インサート１４には、例えばヒータ等を使用することができる。
【００３５】
同様に、可動金型１０は、その金型温度を部分的に制御できるように、金型本体部分と複数の可動側温度制御インサート１６からなる分割構造体となっている。温度制御手段の一例である可動側温度制御インサート１６は、箔転写同時射出成形プロセスにおいて最も応力が集中する部分と、転写フィルム１２に作用する引っ張り応力が比較的小さくなる箇所に対応させて配置する。上述したように、型締め圧力によって転写フィルム１２を引き伸ばしながら成形空間に引き込む構成の場合、可動金型１０と固定金型１１との間に配置された転写フィルム１２のうち、成形品の底面の角部に転写される部分に最も応力が集中する。また、成形品の側面に転写される部分が引き伸ばされながら成形空間に引き込まれるとともに、そこに成形空間の外側で続く部分（成形空間には引き込まれず、成形品に転写されない部分）も引き伸ばされる。そして、その引き伸ばされる部分のうち、成形品の側面のコーナー部に転写される部分やそこに成形空間の外側で連続する部分に作用する引っ張り応力が比較的小さくなる。そこで、成形空間の内側で、成形空間のコーナー部に対向する位置に可動側温度制御インサート１６を配置する。例えば、図１および図３に示すように、キャビティ形成面１０ａのコーナー部１７（側面のコーナー部および底面の角部を含む）に配置する。この配置により、可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａの側面のコーナー部および底面の角部の温度を制御することができる。
【００３６】
可動側温度制御インサート１６の温度制御は、例えば可動金型１０に、可動側温度制御インサート１６ごとに温度測定器を設け、それらの温度測定器から生成される信号を用いて、所定の温度となるようにフィードバック制御してもよい。可動側温度制御インサート１６には、例えばヒータ等を使用することができる。
【００３７】
続いて、この射出成形装置における金型の温度分布（転写フィルムの温度分布）の制御方法について説明する。
【００３８】
この射出成形装置は、転写フィルム１２の破れやしわを防止するために、可動金型１０と固定金型１１の型締め時に、可動金型１０と固定金型１１との間に配置された転写フィルム１２のうち、最も応力が集中する部分と、比較的小さい引っ張り応力が作用する部分の温度を相対的に低くする。すなわち、成形品の底面の角部および成形品の側面のコーナー部に転写される部分（成形空間のコーナー部に引き込まれた部分）の温度を相対的に低くする。この温度制御は、可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａの側面のコーナー部および底面の角部に転写フィルム１２が接触することで実施される。つまり、可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａのコーナー部１７の温度（可動側温度制御インサート１６の温度）を相対的に低くする。さらに、可動金型１０と固定金型１１との間に配置された転写フィルム１２のうち、成形空間の外側において比較的大きな引張り応力が作用する部分の温度を相対的に高くする。つまり、成形空間の外側で、成形空間のコーナー部に対面しない部分の温度を相対的に高くする。この温度制御は、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの周囲の表面に転写フィルム１２が接触することで実施される。つまり、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５の外側付近の温度（固定側温度制御インサート１４の温度）を相対的に高くする。
【００３９】
以上の温度制御によって、箔転写同時射出成形プロセスの型締め動作時の相対的な温度分布は、温度の低い順に、
可動側温度制御インサート１６＜可動金型１０＝固定金型１１＜固定側温度制御インサート１４
となり、これらに接触している転写フィルム１２も同等の温度分布となる。
【００４０】
なお、可動金型１０と固定金型１１の温度は同一でなくてもよい。また、可動側温度制御インサート１６と可動金型１０の温度が同一または固定金型１１と固定側温度制御インサート１４の温度が同一であってもよい。
【００４１】
つまり、
可動側温度制御インサート１６＜可動金型１０≦固定金型１１＜固定側温度制御インサート１４
または、
可動側温度制御インサート１６＝可動金型１０≦固定金型１１＜固定側温度制御インサート１４
または、
可動側温度制御インサート１６＜可動金型１０≦固定金型１１＝固定側温度制御インサート１４
であってもよい。
【００４２】
以上のように、可動金型１０に可動側温度制御インサート１６を設け、固定金型１１に固定側温度制御インサート１４を設けて、それらの温度制御インサートの温度を制御することで、箔転写同時射出成形プロセスにおいて転写フィルム１２の温度を部分的に制御することができ、それにより、転写フィルム１２の伸ばしたい部分を伸ばし、伸ばしたくない部分の伸びを抑制することができる。したがって、成形品が深絞り形状であっても、転写フィルムの破れやしわの発生を防止し、かつ、成形品の表面を加飾する色や絵柄、模様等の意匠の劣化を防止することができる。
【００４３】
図４は本発明の実施の形態１における転写フィルムの型締め途中の状態を説明するための平面図である。この実施の形態１によれば、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５の外側付近に設けた固定側温度制御インサート１４が他の部分よりも相対的に温度が高くなるため、転写フィルム１２のうち、凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５の外側付近に位置する部分の伸び性能が向上し、型締め時には主にその部分が伸びる。したがって、凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５の外側付近で作用している引っ張り応力１８が緩和される。その結果、凹形状のキャビティ形成面１１ａのコーナー部１９（成形空間のコーナー部）の外側付近で作用している圧縮応力２０が小さくなり、しわ２１の量が少なくなる。さらに、しわ２１の発生する範囲が、凹形状のキャビティ形成面１１ａのコーナー部（成形空間のコーナー部）１９から遠ざかるため、成形品の表面に発生するしわが抑制される。このように、しわ２１の発生する範囲を成形空間のコーナー部から遠ざけるためには、可能な限り、固定側温度制御インサート１４を凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５から離すのが好適である。
【００４４】
図５は本発明の実施の形態１における射出成形装置の要部の型締め途中の状態を説明するための側面断面図である。
【００４５】
この実施の形態１によれば、可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａのコーナー部１７に設けた可動側温度制御インサート１６が他の部分よりも相対的に温度が低くなる。すなわち、応力が集中する凸形状のキャビティ形成面１０ａの底面の角部２２が他の部分よりも相対的に温度が低くなる。その結果、応力が集中しても、キャビティ形成面１０ａの底面の角部２２の周囲における転写フィルム１２の伸び量が増加し、キャビティ形成面１０ａの底面の角部２２における転写フィルム１２の伸びは抑制されるため、伸びの限界による破れが抑制される。
【００４６】
さらに、この実施の形態１によれば、転写フィルム１２のうち、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５の外側付近において可動金型１０の表面に接触する部分が他の部分よりも伸び性能が向上する。その結果、成形品の表面に転写される色や絵柄、模様等の意匠の歪みが少なくなる。また、特に深絞り形状の成形品で問題となる意匠の位置ずれを抑制することもできる。このように、成形品の表面に転写される意匠の歪みや位置ずれを抑制するためには、可能な限り、固定側温度制御インサート１４を凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５から離して、可動金型１０と固定金型１１との間に配置された転写フィルム１２のうち、成形品の側面に転写される部分の伸びを抑えるのが好適である。
【００４７】
以上のように、可動金型１０に設けた可動側温度制御インサート１６と固定金型１１に設けた固定側温度制御インサート１４の温度を制御して、型締め時に、成形空間のコーナー部における転写フィルム１２の温度を、成形空間の隣接するコーナー部間における転写フィルム１２の成形空間の外側での温度よりも低くすることで、転写フィルムの破れやしわの発生の防止および成形品の表面を加飾する意匠の劣化の防止を図ることができる。
【００４８】
なお、固定金型１１を、金型本体部分と複数の固定側温度制御インサート１４からなる分割構造体としたが、固定金型は、分割構造体の場合と同等の温度分布に制御できるのであれば、一体構造体であってもよい。例えば、温度制御手段として、温調回路を、各固定側温度制御インサート１４を配置する各箇所に別回路にて配置して、各温調回路を個別に制御することにより、分割構造体の場合と同等の温度分布とすることも可能である。無論、固定金型１１と同様に、可動金型１０を、分割構造体の場合と同等の温度分布に制御できる一体構造体としてもよい。
【００４９】
また、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの周囲に固定側温度制御インサート１４を設けたが、固定側温度制御インサート１４に代えて、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの周囲に転写フィルム１２を拘束する枠形状の箔押さえプレート１３の全部分または一部分の温度を制御して、固定側温度制御インサート１４を配置した場合と同等の温度分布を実現してもよい。
【００５０】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における射出成形装置の要部を示す側面断面図である。この実施の形態２は、フィルム送り装置２３の動作が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、実施の形態１と重複する説明は適宜省略する。
【００５１】
図６において、箔押さえプレート１３は、固定金型１１側へ移動して、転写フィルム１２の長手方向に直交する両端を固定金型１１とともに挟み込み、転写フィルム１２を固定金型１１に拘束する。図７は、この実施の形態２における可動金型１０の収納窪み１０ｂを示す平面図である。
【００５２】
また、図６において、フィルム送り装置２３は、転写フィルム１２の長手方向に張力を与えた状態で、可動金型１０と固定金型１１との間に転写フィルム１２を成形ショットごとに１ピッチ分ずつ送って配置する。
【００５３】
より詳しくは、フィルム送り装置２３は、箔転写同時射出成形プロセスの始めに、可動金型１０と固定金型１１との間に、ロール状態の転写フィルム１２から、１ピッチ分の転写フィルム１２を、その長手方向に張力を与えた状態で供給する。そして、箔押さえプレート１３が可動して、フィルム送り装置２３の張力が発生している方向と交差する方向の両端において転写フィルム１２を拘束した後、可動金型１０が型締め動作を開始して、可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａが転写フィルム１２に接触するまでに、転写フィルム１２に与えている張力を解放する。その後、成形品が得られた後に、その張力を復帰させて、次の箔転写射出同時成形プロセスを実行するために転写フィルム１２を１ピッチ分順送りする。フィルム送り装置２３の張力の解放は、例えば、フィルム送り装置２３の駆動を停止させて、ロール状態の転写フィルムを回動自在にすることによって実現してもよい。
【００５４】
この実施の形態２によれば、箔転写同時射出成形プロセスにおいてフィルム送り装置２３の張力から転写フィルム１２が解放されるため、転写フィルム１２の破れやしわの発生を防止する性能や、成形品の表面に所望の意匠を付与する性能を向上させることができる。
【００５５】
すなわち、箔転写同時射出成形プロセスは、始めに、可動金型と固定金型との間に、ロール状態の転写フィルムから、１ピッチ分の転写フィルムが、フィルム送り装置によって張力を与えられて供給される。そのため、一般的には、箔転写同時射出成形プロセスの間、常時、転写フィルムにフィルム送り装置の張力が作用している。その結果、型締め圧力による引っ張り応力が転写フィルムに作用している間も、フィルム送り装置の張力が作用するため、転写フィルムに作用する引張り応力が増大する。これにより、応力が集中する箇所で転写フィルムの伸びが限界に達して破れが発生する。
【００５６】
以上のように、箔転写同時射出成形プロセスの間に転写フィルムにフィルム送り装置の張力が作用すると、転写フィルムの破れが促進する。
【００５７】
これに対して、この実施の形態２によれば、前述の実施の形態１で説明した転写フィルム１２の温度制御に加えて、箔転写同時射出成形プロセスの間にフィルム送り装置２３の張力が解放される。したがって、箔転写同時射出成形プロセスにおいて転写フィルムに作用する引っ張り応力を緩和することができるので、転写フィルム１２の温度制御によって転写フィルム１２の伸びをさらにコントロールできるようになり、転写フィルム１２の伸ばしたい部分をより伸ばし、伸ばしたくない部分の伸びをより抑えることができるようになる。その結果、転写フィルムのしわや破れを防止する性能や、成形品の表面を加飾する色や絵柄、模様等の意匠の劣化を防止する性能をさらに向上させることができる。
【００５８】
なお、以上説明した実施の形態１および２における射出成形装置の動作（金型の温度制御も含む。）は、記憶部にあらかじめ記憶されている、装置全体の動作を規定するプログラムに従って、制御部が装置全体の動作を制御することで実現することができる。
【００５９】
また、上記実施の形態１および２においては、可動金型１０に凸形状のキャビティ形成面１０ａが設けられており、固定金型１１に凹形状のキャビティ形成面１１ａが設けられている場合を例に説明したが、無論、可動金型に凹形状のキャビティ形成面を設け、固定金型に凸形状のキャビティ形成面を設けてもよい。
【００６０】
また、上記実施の形態１および２においては、可動金型１０に樹脂射出孔１０ｃが形成されている場合を例に説明したが、無論、固定金型に樹脂射出孔を形成してもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態１および２においては、一対の金型のうちの一方のみが他方に接近および離間する場合を例に説明したが、無論、両方の金型が互いに他方に接近および離間する構成であってもよい。
【００６２】
また、上記実施の形態１および２においては、箔押さえプレート１３が、転写フィルム１２を固定金型１１に拘束する場合を例に説明したが、無論、箔押さえプレートを、可動金型側へ移動させて、転写フィルムを可動金型に拘束させてもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態１および２においては、転写フィルム１２の転写層１２ａが、例えば色、絵柄、模様等の意匠が印刷された意匠膜を有する場合を例に説明したが、本発明は、転写フィルムの転写層が、例えば抗菌、シールド効果、指紋レスなどの機能を持つ機能膜を有する場合にも適用可能である。この場合には、深絞り形状の成形品であっても、その表面に所望の機能を付与することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の射出成形方法および射出成形装置は、成形品が深絞り形状の場合であっても、転写フィルムの破れやしわの発生を防止するとともに、成形品の表面に所望の意匠または機能を付与することが可能となり、様々な外装成形品に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 可動金型
１０ａ キャビティ形成面
１０ｂ 収納窪み
１０ｃ 樹脂射出孔
１１ 固定金型
１１ａ キャビティ形成面
１２ 転写フィルム
１２ａ 転写層
１２ｂ 基材
１３ 箔押さえプレート
１４ 固定側温度制御インサート
１５ 直線形状部
１６ 可動側温度制御インサート
１７ コーナー部
１８ 引っ張り応力
１９ コーナー部
２０ 圧縮応力
２１ しわ
２２ 角部
２３ フィルム送り装置
１０１ キャビティ形成面
１０２ 射出口
１０３ 雄型
１０４ 雌型
１０５ 転写箔
１０６ 箔送り手段
１０７ アーム
１０８ 成形品取り出し機構
１０９ 加熱機構
１１０ 成形品
１１１ 可動金型
１１１ａ キャビティ形成面
１１２ 固定金型
１１２ａ キャビティ形成面
１１３ 転写フィルム
１１４ 箔押さえプレート
１１５ コーナー部
１１６ 引っ張り応力
１１７ 圧縮応力
１１８ しわ
１１９ 角部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形により成形品を得ると同時に、金型内に配置された転写フィルムの転写層をその成形品の表面に転写させる射出成形方法および射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形により成形品を得ると同時に、その成形品の表面に転写層を形成することにより、成形品の表面を加飾したり、成形品の表面に所望の機能を付与する箔転写同時射出成形プロセスが従来より知られている。具体的には、例えば色、絵柄、模様等の意匠が印刷された意匠膜を有する転写層、あるいは、例えば抗菌、シールド効果、指紋レスなどの機能を持つ機能膜を有する転写層が基材上に積層された構造の転写フィルム（箔）を金型のキャビティ（成形空間）に配置して、キャビティに樹脂を射出注入した後、型開きすることで、基材から転写フィルムを剥離して、射出成形された成形品の表面に転写させる。
【０００３】
このような箔転写同時射出成形プロセスを実行する射出成形装置において、立ち上がりの深い成形品を得る場合には、転写フィルムを金型のキャビティの内壁に沿い易くする工夫が必要となる。そこで、射出成形前に転写フィルムを予備加熱する方法が従来より提案されている。
【０００４】
図８は特許文献１に記載された従来の射出成形装置を示す図である。
【０００５】
この従来の射出成形装置は、キャビティ形成面１０１に臨む射出口１０２を有する雄型１０３と、該雄型１０３と対向的に位置する雌型１０４と、基体フィルム上に転写層を有する長尺の転写箔１０５を一ピッチ毎に送る箔送り手段１０６とを備えており、箔転写同時射出成形プロセスにおいて、雄型１０３と雌型１０４との間に一ピッチ分の転写箔１０５を送り込み、型閉めをした後、射出口１０２から溶融樹脂をキャビティ内に射出し、その冷却を待って型開きを行い、雄型１０３のキャビティ形成面１０１に付着した成形品１１０から基体フィルムを剥離することにより、成形品１１０の表面に転写層が転写された射出成形同時絵付け品を得るものである。
【０００６】
また、この従来の射出成形装置は、雄型１０３と雌型１０４との間に出入可能なアーム１０７の先端に成形品取り出し機構１０８と加熱機構１０９とを背向的に有する加熱取り出し兼用手段を備えており、型開きの際には、型内にアーム１０７を導き、雄型１０３側で成形品１１０を把持すると共に雌型１０４側で転写箔１０５を加熱し、型締めの際には型外にアーム１０７を出して、成形品取り出し機構１０８が把持した成形品１１０を取り外す構成となっている。
【０００７】
このように、この従来の射出成形装置は、成形品取り出し機構１０８と加熱機構１０９とを背向的に有する加熱取り出し兼用手段を備え、型開きの際に、成形品取り出し機構１０８で成形品１１０を把持すると共に、加熱機構１０９で転写箔１０５を加熱することにより、金型が開く僅かな時間と空間を利用して、予備加熱を行う構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１−２６４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した従来の射出成形装置の構成では、型内に配置された転写フィルムを均一に加熱している。そのため、型締め圧力により転写フィルムを引き伸ばしながら金型の成形空間（キャビティ）に引き込む構成の場合には、転写フィルムが受ける引っ張り応力に起因して、転写フィルムに破れやしわが発生するおそれがある。さらに、型内に配置された転写フィルムを均一に加熱しているため、型内に配置された転写フィルムの厚みが、成形品の表面に転写される部分も含めて均一に薄くなる。そのため、転写層が意匠膜を有する場合には、意匠膜に印刷されている色や絵柄、模様等が薄くなって所望の意匠で成形品を加飾できないおそれがある。また、転写層が機能膜を有する場合には、所望の機能を成形品の表面に付与できないおそれがある。これらの問題は、特に成形品が深絞り形状の場合に顕著に表れる。
【００１０】
図９は従来の射出成形装置の型締め途中の状態を説明するための側面断面図である。この射出成形装置では、可動金型１１１と固定金型１１２との間に転写フィルム１１３が配置され、箔押さえプレート１１４と固定金型１１２とで転写フィルム１１３の一部が挟み込まれて、転写フィルム１１３が固定金型１１２に拘束された後、型内に配置された転写フィルム１１３が均一に加熱される。その後、可動金型１１１が型閉め動作を開始し、可動金型１１１の凸形状のキャビティ形成面１１１ａが転写フィルム１１３に接触して、型締め圧力により、転写フィルム１１３は引き伸ばされながら、固定金型１１２の凹形状のキャビティ形成面１１２ａ内に引き込まれる。
【００１１】
図１０は従来の射出成形装置における転写フィルムの型締め途中の状態を説明するための平面図である。図１０に示すように、型内に配置された転写フィルム１１３が均一に加熱された場合、型締め時には、転写フィルム１１３に作用する引っ張り応力のうち、凹形状のキャビティ形成面１１２ａのコーナー部１１５に引き込まれる部分に作用する引っ張り応力が、そのコーナー部１１５以外の箇所に引き込まれる部分に作用する引っ張り応力１１６よりも小さくなる。したがって、凹形状のキャビティ形成面１１２ａのコーナー部１１５以外の箇所に引き込まれる部分が主に引き伸ばされるため、コーナー部１１５に引き込まれる部分には圧縮応力１１７が生じ、それにより、しわ１１８が発生する。特に、立ち上がりの深い成形品の場合、凹形状のキャビティ形成面１１２ａ内に引き込まれる転写フィルムの量が多くなるため、しわの発生する範囲が広がり、かつ、しわの量が多くなる。
【００１２】
さらに、型締め時には、可動金型１１１の凸形状のキャビティ形成面１１１ａの底面の角部１１９（図８を参照）に応力が集中するため、そこにおいて転写フィルム１１３が伸び性能以上に伸ばされて、転写フィルム１１３の伸びの限界による破れが発生する。特に、立ち上がりの深い成形品の場合、凸形状のキャビティ形成面１１１ａの底面の角部１１９に大きな引っ張り応力が発生するので、破れやすくなる。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、成形品が深絞り形状の場合であっても、転写フィルムの破れやしわの発生を防止するとともに、成形品の表面に所望の意匠または機能を付与することが可能となる射出成形方法および射出成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の射出成形方法は、第１金型と第２金型との間に転写フィルムを配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型締めして形成した成形空間内に樹脂を注入した後、型開きすることにより、成形品を得ると同時に、その成形品の表面に前記転写フィルムの転写層を転写する射出成形方法において、前記第１金型と前記第２金型の型締め時に、前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度よりも低くすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の射出成形方法において、前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記第１金型の凸形状のキャビティ形成面の側面のコーナー部および底面の角部と前記転写フィルムとを接触させて制御してもよい。
【００１６】
また、本発明の射出成形方法において、前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度を、前記第２金型の凹形状のキャビティ形成面の周囲の表面と前記転写フィルムとを接触させて制御してもよい。
【００１７】
また、本発明の射出成形方法において、前記転写フィルムに第１方向の張力を与えて前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記第１方向に交差する第２方向の両端において前記転写フィルムを拘束した後、前記第１方向において前記転写フィルムに作用している張力を解放し、成形品を得た後に、その張力を復帰させてもよい。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明の射出成形装置は、第１金型と第２金型との間に転写フィルムを配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型締めして形成した成形空間内に樹脂を注入した後、型開きすることにより、成形品を得ると同時に、その成形品の表面に前記転写フィルムの転写層を転写する射出成形装置において、前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度よりも低くするための温度制御手段を、前記第１金型および前記第２金型に設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の射出成形装置において、前記第１金型に設けた温度制御手段は、前記第１金型の凸形状のキャビティ形成面の側面のコーナー部および底面の角部の温度を制御してもよい。
【００２０】
また、本発明の射出成形装置において、前記第２金型に設けた温度制御手段は、前記第２金型の凹形状のキャビティ形成面の周囲の温度を制御してもよい。
【００２１】
また、本発明の射出成形装置において、前記転写フィルムに第１方向の張力を与えて前記第１金型と前記第２金型との間に配置するフィルム送り装置と、前記第１方向に交差する第２方向の両端において前記第１金型または前記第２金型に前記転写フィルムを拘束する箔押さえプレートと、をさらに設け、前記箔押さえプレートによって前記転写フィルムが拘束された後、前記フィルム送り装置が、前記第１方向の張力を解放し、成形品が得られた後に、その張力を復帰させてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、転写フィルムを均一に加熱する従来の構成に対して、転写フィルムの温度分布を制御して、転写フィルムの伸ばしたい部分および伸ばしたくない部分ごとに温度を制御できる。したがって、転写フィルムの伸ばしたい部分を伸ばし、伸ばしたくない部分の伸びを抑えることができるので、成形品が深絞り形状の場合であっても、転写フィルムの破れやしわの発生を防止するとともに、成形品の表面に所望の意匠または機能を付与することが可能となる。
【００２３】
また、本発明によれば、箔転写同時射出成形プロセスにおいてフィルム送り装置が転写フィルムへ与える張力を解放して、転写フィルムに作用する引張り応力を緩和することができる。したがって、上記した転写フィルムの温度制御によって、転写フィルムの伸ばしたい部分をより伸ばし、伸ばしたくない部分の伸びをより抑えることができるようになり、転写フィルムの破れやしわの発生を防止する性能や、成形品の表面に所望の意匠または機能を付与する性能をさらに向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における射出成形装置の要部を示す側面断面図
【図２】本発明の実施の形態１における射出成形装置の固定金型の要部を示す平面図
【図３】本発明の実施の形態１における射出成形装置の可動金型の要部を示す平面図
【図４】本発明の実施の形態１における転写フィルムの型締め途中の状態を説明するための平面図
【図５】本発明の実施の形態１における射出成形装置の要部の型締め途中の状態を説明するための側面断面図
【図６】本発明の実施の形態２における射出成形装置の要部を示す側面断面図
【図７】本発明の実施の形態２における可動金型の要部を示す平面図
【図８】従来の射出成形装置を示す図
【図９】従来の射出成形装置の型締め途中の状態を説明するための側面断面図
【図１０】従来の射出成形装置における転写フィルムの型締め途中の状態を説明するための平面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。また図示された各構成要素の厚み、長さ等は図面作成の都合上から、実際とは異なる。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における射出成形装置の要部を示す側面断面図、図２は本発明の実施の形態１における射出成形装置の固定金型の要部を示す平面図、図３は本発明の実施の形態１における射出成形装置の可動金型の要部を示す平面図である。
【００２７】
図１に示すように、この射出成形装置は、第１金型である可動金型１０と、第２金型である固定金型１１を備える。また、図示しないが、可動金型１０と固定金型１１との間に転写フィルム１２を成形ショットごとに１ピッチ分ずつ送って配置するためのフィルム送り装置を備えている。
【００２８】
転写フィルム１２は、転写層１２ａが基材１２ｂ上に積層された構造となっている。転写層１２ａは、例えば色、絵柄、模様等の意匠が印刷された意匠膜を有しており、フィルム送り装置によって１ピッチ分ずつ送られることにより、所望の意匠を施した範囲が、可動金型１０と固定金型１１との間の所定位置に配置される。
【００２９】
固定金型１１には凹形状のキャビティ形成面１１ａが設けられており、可動金型１０には、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａに対向して凸形状のキャビティ形成面１０ａが設けられている。
【００３０】
また、この射出成形装置は、箔押さえプレート１３を備えている。箔押さえプレート１３は、固定金型１１側へ移動して、転写フィルム１２の一部を固定金型１１とともに挟み込み、転写フィルム１２を固定金型１１に拘束する。可動金型１０には、可動金型１０が固定金型１１側へ移動して型締めがなされるときに箔押さえプレート１３を収納する収納窪み１０ｂが形成されている。この実施の形態１では、箔押さえプレート１３が、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの周囲において転写フィルム１２を固定金型１１とともに挟み込む枠形状の場合について説明する。なお、箔押さえプレートは、転写フィルム１２の長手方向に直交する両端を固定金型１１とともに挟み込む形状であってもよい。
【００３１】
続いて、この射出成形装置による箔転写同時射出成形プロセスについて説明する。可動金型１０と固定金型１１との間に転写フィルム１２が配置され、可動金型１０と固定金型１１とが型締めされると、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａと可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａによって成形空間（キャビティ）が形成される。その成形空間に、可動金型１０に設けられている樹脂射出孔１０ｃから溶融樹脂が射出注入される。成形空間が溶融樹脂で充填され、その充填された溶融樹脂が冷却されて固化されると、可動金型１０が固定金型１１から離間して型開きがなされる。この動作により、成形品が得られると同時に、転写フィルム１２の基材１２ｂから転写層１２ａが剥離して、成形品の表面に転写される。
【００３２】
続いて、この射出成形装置における金型の温度分布（転写フィルムの温度分布）の制御機構について説明する。
【００３３】
固定金型１１は、その金型温度を部分的に制御できるように、金型本体部分と複数の固定側温度制御インサート１４からなる分割構造体となっている。温度制御手段の一例である固定側温度制御インサート１４は、箔転写同時射出成形プロセスにおいて最も応力が集中する部分以外の箇所であって、転写フィルム１２に作用する引っ張り応力が比較的大きくなる箇所に対応させて配置する。型締め圧力によって転写フィルム１２を引き伸ばしながら成形空間に引き込む構成の場合、可動金型１０と固定金型１１との間に配置された転写フィルム１２のうち、成形品の底面の角部に転写される部分に最も応力が集中する。また、成形品の側面に転写される部分が引き伸ばされながら成形空間に引き込まれるとともに、そこに成形空間の外側で続く部分（成形空間には引き込まれず、成形品に転写されない部分）も引き伸ばされる。そして、その引き伸ばされる部分のうち、成形品の側面のコーナー部以外に転写される部分やそこに成形空間の外側で連続する部分に作用する引っ張り応力が比較的大きくなる。そこで、成形空間の外側で、成形空間のコーナー部に対面する位置から外れる位置（成形空間の外側で、成形空間のコーナー部に向かって転写フィルムが引っ張られる範囲を除いた範囲）に固定側温度制御インサート１４を配置する。例えば、図１および図２に示すように、転写フィルム１２の長手方向およびその長手方向に直交する幅方向のそれぞれにおいて対向しているキャビティ形成面１１ａ（成形空間）の直線形状部１５に対応させて、キャビティ形成面１１ａ（成形空間）の外側に配置する。この配置により、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの周囲の温度を制御することができる。
【００３４】
固定側温度制御インサート１４の温度制御は、例えば固定金型１１に、固定側温度制御インサート１４ごとに温度測定器を設け、それらの温度測定器から生成される信号を用いて、所定の温度となるようにフィードバック制御してもよい。固定側温度制御インサート１４には、例えばヒータ等を使用することができる。
【００３５】
同様に、可動金型１０は、その金型温度を部分的に制御できるように、金型本体部分と複数の可動側温度制御インサート１６からなる分割構造体となっている。温度制御手段の一例である可動側温度制御インサート１６は、箔転写同時射出成形プロセスにおいて最も応力が集中する部分と、転写フィルム１２に作用する引っ張り応力が比較的小さくなる箇所に対応させて配置する。上述したように、型締め圧力によって転写フィルム１２を引き伸ばしながら成形空間に引き込む構成の場合、可動金型１０と固定金型１１との間に配置された転写フィルム１２のうち、成形品の底面の角部に転写される部分に最も応力が集中する。また、成形品の側面に転写される部分が引き伸ばされながら成形空間に引き込まれるとともに、そこに成形空間の外側で続く部分（成形空間には引き込まれず、成形品に転写されない部分）も引き伸ばされる。そして、その引き伸ばされる部分のうち、成形品の側面のコーナー部に転写される部分やそこに成形空間の外側で連続する部分に作用する引っ張り応力が比較的小さくなる。そこで、成形空間の内側で、成形空間のコーナー部に対向する位置に可動側温度制御インサート１６を配置する。例えば、図１および図３に示すように、キャビティ形成面１０ａのコーナー部１７（側面のコーナー部および底面の角部を含む）に配置する。この配置により、可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａの側面のコーナー部および底面の角部の温度を制御することができる。
【００３６】
可動側温度制御インサート１６の温度制御は、例えば可動金型１０に、可動側温度制御インサート１６ごとに温度測定器を設け、それらの温度測定器から生成される信号を用いて、所定の温度となるようにフィードバック制御してもよい。可動側温度制御インサート１６には、例えばヒータ等を使用することができる。
【００３７】
続いて、この射出成形装置における金型の温度分布（転写フィルムの温度分布）の制御方法について説明する。
【００３８】
この射出成形装置は、転写フィルム１２の破れやしわを防止するために、可動金型１０と固定金型１１の型締め時に、可動金型１０と固定金型１１との間に配置された転写フィルム１２のうち、最も応力が集中する部分と、比較的小さい引っ張り応力が作用する部分の温度を相対的に低くする。すなわち、成形品の底面の角部および成形品の側面のコーナー部に転写される部分（成形空間のコーナー部に引き込まれた部分）の温度を相対的に低くする。この温度制御は、可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａの側面のコーナー部および底面の角部に転写フィルム１２が接触することで実施される。つまり、可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａのコーナー部１７の温度（可動側温度制御インサート１６の温度）を相対的に低くする。さらに、可動金型１０と固定金型１１との間に配置された転写フィルム１２のうち、成形空間の外側において比較的大きな引張り応力が作用する部分の温度を相対的に高くする。つまり、成形空間の外側で、成形空間のコーナー部に対面しない部分の温度を相対的に高くする。この温度制御は、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの周囲の表面に転写フィルム１２が接触することで実施される。つまり、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５の外側付近の温度（固定側温度制御インサート１４の温度）を相対的に高くする。
【００３９】
以上の温度制御によって、箔転写同時射出成形プロセスの型締め動作時の相対的な温度分布は、温度の低い順に、
可動側温度制御インサート１６＜可動金型１０＝固定金型１１＜固定側温度制御インサート１４
となり、これらに接触している転写フィルム１２も同等の温度分布となる。
【００４０】
なお、可動金型１０と固定金型１１の温度は同一でなくてもよい。また、可動側温度制御インサート１６と可動金型１０の温度が同一または固定金型１１と固定側温度制御インサート１４の温度が同一であってもよい。
【００４１】
つまり、
可動側温度制御インサート１６＜可動金型１０≦固定金型１１＜固定側温度制御インサート１４
または、
可動側温度制御インサート１６＝可動金型１０≦固定金型１１＜固定側温度制御インサート１４
または、
可動側温度制御インサート１６＜可動金型１０≦固定金型１１＝固定側温度制御インサート１４
であってもよい。
【００４２】
以上のように、可動金型１０に可動側温度制御インサート１６を設け、固定金型１１に固定側温度制御インサート１４を設けて、それらの温度制御インサートの温度を制御することで、箔転写同時射出成形プロセスにおいて転写フィルム１２の温度を部分的に制御することができ、それにより、転写フィルム１２の伸ばしたい部分を伸ばし、伸ばしたくない部分の伸びを抑制することができる。したがって、成形品が深絞り形状であっても、転写フィルムの破れやしわの発生を防止し、かつ、成形品の表面を加飾する色や絵柄、模様等の意匠の劣化を防止することができる。
【００４３】
図４は本発明の実施の形態１における転写フィルムの型締め途中の状態を説明するための平面図である。この実施の形態１によれば、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５の外側付近に設けた固定側温度制御インサート１４が他の部分よりも相対的に温度が高くなるため、転写フィルム１２のうち、凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５の外側付近に位置する部分の伸び性能が向上し、型締め時には主にその部分が伸びる。したがって、凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５の外側付近で作用している引っ張り応力１８が緩和される。その結果、凹形状のキャビティ形成面１１ａのコーナー部１９（成形空間のコーナー部）の外側付近で作用している圧縮応力２０が小さくなり、しわ２１の量が少なくなる。さらに、しわ２１の発生する範囲が、凹形状のキャビティ形成面１１ａのコーナー部（成形空間のコーナー部）１９から遠ざかるため、成形品の表面に発生するしわが抑制される。このように、しわ２１の発生する範囲を成形空間のコーナー部から遠ざけるためには、可能な限り、固定側温度制御インサート１４を凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５から離すのが好適である。
【００４４】
図５は本発明の実施の形態１における射出成形装置の要部の型締め途中の状態を説明するための側面断面図である。
【００４５】
この実施の形態１によれば、可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａのコーナー部１７に設けた可動側温度制御インサート１６が他の部分よりも相対的に温度が低くなる。すなわち、応力が集中する凸形状のキャビティ形成面１０ａの底面の角部２２が他の部分よりも相対的に温度が低くなる。その結果、応力が集中しても、キャビティ形成面１０ａの底面の角部２２の周囲における転写フィルム１２の伸び量が増加し、キャビティ形成面１０ａの底面の角部２２における転写フィルム１２の伸びは抑制されるため、伸びの限界による破れが抑制される。
【００４６】
さらに、この実施の形態１によれば、転写フィルム１２のうち、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５の外側付近において可動金型１０の表面に接触する部分が他の部分よりも伸び性能が向上する。その結果、成形品の表面に転写される色や絵柄、模様等の意匠の歪みが少なくなる。また、特に深絞り形状の成形品で問題となる意匠の位置ずれを抑制することもできる。このように、成形品の表面に転写される意匠の歪みや位置ずれを抑制するためには、可能な限り、固定側温度制御インサート１４を凹形状のキャビティ形成面１１ａの直線形状部１５から離して、可動金型１０と固定金型１１との間に配置された転写フィルム１２のうち、成形品の側面に転写される部分の伸びを抑えるのが好適である。
【００４７】
以上のように、可動金型１０に設けた可動側温度制御インサート１６と固定金型１１に設けた固定側温度制御インサート１４の温度を制御して、型締め時に、成形空間のコーナー部における転写フィルム１２の温度を、成形空間の隣接するコーナー部間における転写フィルム１２の成形空間の外側での温度よりも低くすることで、転写フィルムの破れやしわの発生の防止および成形品の表面を加飾する意匠の劣化の防止を図ることができる。
【００４８】
なお、固定金型１１を、金型本体部分と複数の固定側温度制御インサート１４からなる分割構造体としたが、固定金型は、分割構造体の場合と同等の温度分布に制御できるのであれば、一体構造体であってもよい。例えば、温度制御手段として、温調回路を、各固定側温度制御インサート１４を配置する各箇所に別回路にて配置して、各温調回路を個別に制御することにより、分割構造体の場合と同等の温度分布とすることも可能である。無論、固定金型１１と同様に、可動金型１０を、分割構造体の場合と同等の温度分布に制御できる一体構造体としてもよい。
【００４９】
また、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの周囲に固定側温度制御インサート１４を設けたが、固定側温度制御インサート１４に代えて、固定金型１１の凹形状のキャビティ形成面１１ａの周囲に転写フィルム１２を拘束する枠形状の箔押さえプレート１３の全部分または一部分の温度を制御して、固定側温度制御インサート１４を配置した場合と同等の温度分布を実現してもよい。
【００５０】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における射出成形装置の要部を示す側面断面図である。この実施の形態２は、フィルム送り装置２３の動作が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、実施の形態１と重複する説明は適宜省略する。
【００５１】
図６において、箔押さえプレート１３は、固定金型１１側へ移動して、転写フィルム１２の長手方向に直交する両端を固定金型１１とともに挟み込み、転写フィルム１２を固定金型１１に拘束する。図７は、この実施の形態２における可動金型１０の収納窪み１０ｂを示す平面図である。
【００５２】
また、図６において、フィルム送り装置２３は、転写フィルム１２の長手方向に張力を与えた状態で、可動金型１０と固定金型１１との間に転写フィルム１２を成形ショットごとに１ピッチ分ずつ送って配置する。
【００５３】
より詳しくは、フィルム送り装置２３は、箔転写同時射出成形プロセスの始めに、可動金型１０と固定金型１１との間に、ロール状態の転写フィルム１２から、１ピッチ分の転写フィルム１２を、その長手方向に張力を与えた状態で供給する。そして、箔押さえプレート１３が可動して、フィルム送り装置２３の張力が発生している方向と交差する方向の両端において転写フィルム１２を拘束した後、可動金型１０が型締め動作を開始して、可動金型１０の凸形状のキャビティ形成面１０ａが転写フィルム１２に接触するまでに、転写フィルム１２に与えている張力を解放する。その後、成形品が得られた後に、その張力を復帰させて、次の箔転写射出同時成形プロセスを実行するために転写フィルム１２を１ピッチ分順送りする。フィルム送り装置２３の張力の解放は、例えば、フィルム送り装置２３の駆動を停止させて、ロール状態の転写フィルムを回動自在にすることによって実現してもよい。
【００５４】
この実施の形態２によれば、箔転写同時射出成形プロセスにおいてフィルム送り装置２３の張力から転写フィルム１２が解放されるため、転写フィルム１２の破れやしわの発生を防止する性能や、成形品の表面に所望の意匠を付与する性能を向上させることができる。
【００５５】
すなわち、箔転写同時射出成形プロセスは、始めに、可動金型と固定金型との間に、ロール状態の転写フィルムから、１ピッチ分の転写フィルムが、フィルム送り装置によって張力を与えられて供給される。そのため、一般的には、箔転写同時射出成形プロセスの間、常時、転写フィルムにフィルム送り装置の張力が作用している。その結果、型締め圧力による引っ張り応力が転写フィルムに作用している間も、フィルム送り装置の張力が作用するため、転写フィルムに作用する引張り応力が増大する。これにより、応力が集中する箇所で転写フィルムの伸びが限界に達して破れが発生する。
【００５６】
以上のように、箔転写同時射出成形プロセスの間に転写フィルムにフィルム送り装置の張力が作用すると、転写フィルムの破れが促進する。
【００５７】
これに対して、この実施の形態２によれば、前述の実施の形態１で説明した転写フィルム１２の温度制御に加えて、箔転写同時射出成形プロセスの間にフィルム送り装置２３の張力が解放される。したがって、箔転写同時射出成形プロセスにおいて転写フィルムに作用する引っ張り応力を緩和することができるので、転写フィルム１２の温度制御によって転写フィルム１２の伸びをさらにコントロールできるようになり、転写フィルム１２の伸ばしたい部分をより伸ばし、伸ばしたくない部分の伸びをより抑えることができるようになる。その結果、転写フィルムのしわや破れを防止する性能や、成形品の表面を加飾する色や絵柄、模様等の意匠の劣化を防止する性能をさらに向上させることができる。
【００５８】
なお、以上説明した実施の形態１および２における射出成形装置の動作（金型の温度制御も含む。）は、記憶部にあらかじめ記憶されている、装置全体の動作を規定するプログラムに従って、制御部が装置全体の動作を制御することで実現することができる。
【００５９】
また、上記実施の形態１および２においては、可動金型１０に凸形状のキャビティ形成面１０ａが設けられており、固定金型１１に凹形状のキャビティ形成面１１ａが設けられている場合を例に説明したが、無論、可動金型に凹形状のキャビティ形成面を設け、固定金型に凸形状のキャビティ形成面を設けてもよい。
【００６０】
また、上記実施の形態１および２においては、可動金型１０に樹脂射出孔１０ｃが形成されている場合を例に説明したが、無論、固定金型に樹脂射出孔を形成してもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態１および２においては、一対の金型のうちの一方のみが他方に接近および離間する場合を例に説明したが、無論、両方の金型が互いに他方に接近および離間する構成であってもよい。
【００６２】
また、上記実施の形態１および２においては、箔押さえプレート１３が、転写フィルム１２を固定金型１１に拘束する場合を例に説明したが、無論、箔押さえプレートを、可動金型側へ移動させて、転写フィルムを可動金型に拘束させてもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態１および２においては、転写フィルム１２の転写層１２ａが、例えば色、絵柄、模様等の意匠が印刷された意匠膜を有する場合を例に説明したが、本発明は、転写フィルムの転写層が、例えば抗菌、シールド効果、指紋レスなどの機能を持つ機能膜を有する場合にも適用可能である。この場合には、深絞り形状の成形品であっても、その表面に所望の機能を付与することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の射出成形方法および射出成形装置は、成形品が深絞り形状の場合であっても、転写フィルムの破れやしわの発生を防止するとともに、成形品の表面に所望の意匠または機能を付与することが可能となり、様々な外装成形品に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 可動金型
１０ａ キャビティ形成面
１０ｂ 収納窪み
１０ｃ 樹脂射出孔
１１ 固定金型
１１ａ キャビティ形成面
１２ 転写フィルム
１２ａ 転写層
１２ｂ 基材
１３ 箔押さえプレート
１４ 固定側温度制御インサート
１５ 直線形状部
１６ 可動側温度制御インサート
１７ コーナー部
１８ 引っ張り応力
１９ コーナー部
２０ 圧縮応力
２１ しわ
２２ 角部
２３ フィルム送り装置
１０１ キャビティ形成面
１０２ 射出口
１０３ 雄型
１０４ 雌型
１０５ 転写箔
１０６ 箔送り手段
１０７ アーム
１０８ 成形品取り出し機構
１０９ 加熱機構
１１０ 成形品
１１１ 可動金型
１１１ａ キャビティ形成面
１１２ 固定金型
１１２ａ キャビティ形成面
１１３ 転写フィルム
１１４ 箔押さえプレート
１１５ コーナー部
１１６ 引っ張り応力
１１７ 圧縮応力
１１８ しわ
１１９ 角部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金型と第２金型との間に転写フィルムを配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型締めして形成した成形空間内に樹脂を注入した後、型開きすることにより、成形品を得ると同時に、その成形品の表面に前記転写フィルムの転写層を転写する射出成形方法において、
前記第１金型と前記第２金型の型締め時に、前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度よりも低くすることを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記第１金型の凸形状のキャビティ形成面の側面のコーナー部および底面の角部と前記転写フィルムとを接触させて制御することを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
【請求項３】
前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度を、前記第２金型の凹形状のキャビティ形成面の周囲の表面と前記転写フィルムとを接触させて制御することを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の射出成形方法。
【請求項４】
前記転写フィルムに第１方向の張力を与えて前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記第１方向に交差する第２方向の両端において前記転写フィルムを拘束した後、前記第１方向において前記転写フィルムに作用している張力を解放し、成形品を得た後に、その張力を復帰させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の射出成形方法。
【請求項５】
第１金型と第２金型との間に転写フィルムを配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型締めして形成した成形空間内に樹脂を注入した後、型開きすることにより、成形品を得ると同時に、その成形品の表面に前記転写フィルムの転写層を転写する射出成形装置において、
前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度よりも低くするための温度制御手段を、前記第１金型および前記第２金型に設けたことを特徴とする射出成形装置。
【請求項６】
前記第１金型に設けた温度制御手段は、前記第１金型の凸形状のキャビティ形成面の側面のコーナー部および底面の角部の温度を制御することを特徴とする請求項５記載の射出成形装置。
【請求項７】
前記第２金型に設けた温度制御手段は、前記第２金型の凹形状のキャビティ形成面の周囲の温度を制御することを特徴とする請求項５もしくは６のいずれかに記載の射出成形装置。
【請求項８】
前記転写フィルムに第１方向の張力を与えて前記第１金型と前記第２金型との間に配置するフィルム送り装置と、前記第１方向に交差する第２方向の両端において前記第１金型または前記第２金型に前記転写フィルムを拘束する箔押さえプレートと、をさらに設け、前記箔押さえプレートによって前記転写フィルムが拘束された後、前記フィルム送り装置が、前記第１方向の張力を解放し、成形品が得られた後に、その張力を復帰させることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の射出成形装置。
【請求項１】
第１金型と第２金型との間に転写フィルムを配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型締めして形成した成形空間内に樹脂を注入した後、型開きすることにより、成形品を得ると同時に、その成形品の表面に前記転写フィルムの転写層を転写する射出成形方法において、
前記第１金型と前記第２金型の型締め時に、前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度よりも低くすることを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記第１金型の凸形状のキャビティ形成面の側面のコーナー部および底面の角部と前記転写フィルムとを接触させて制御することを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
【請求項３】
前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度を、前記第２金型の凹形状のキャビティ形成面の周囲の表面と前記転写フィルムとを接触させて制御することを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の射出成形方法。
【請求項４】
前記転写フィルムに第１方向の張力を与えて前記第１金型と前記第２金型との間に配置し、前記第１方向に交差する第２方向の両端において前記転写フィルムを拘束した後、前記第１方向において前記転写フィルムに作用している張力を解放し、成形品を得た後に、その張力を復帰させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の射出成形方法。
【請求項５】
第１金型と第２金型との間に転写フィルムを配置し、前記第１金型と前記第２金型とを型締めして形成した成形空間内に樹脂を注入した後、型開きすることにより、成形品を得ると同時に、その成形品の表面に前記転写フィルムの転写層を転写する射出成形装置において、
前記成形空間のコーナー部における前記転写フィルムの温度を、前記成形空間の隣接するコーナー部間における前記転写フィルムの前記成形空間の外側での温度よりも低くするための温度制御手段を、前記第１金型および前記第２金型に設けたことを特徴とする射出成形装置。
【請求項６】
前記第１金型に設けた温度制御手段は、前記第１金型の凸形状のキャビティ形成面の側面のコーナー部および底面の角部の温度を制御することを特徴とする請求項５記載の射出成形装置。
【請求項７】
前記第２金型に設けた温度制御手段は、前記第２金型の凹形状のキャビティ形成面の周囲の温度を制御することを特徴とする請求項５もしくは６のいずれかに記載の射出成形装置。
【請求項８】
前記転写フィルムに第１方向の張力を与えて前記第１金型と前記第２金型との間に配置するフィルム送り装置と、前記第１方向に交差する第２方向の両端において前記第１金型または前記第２金型に前記転写フィルムを拘束する箔押さえプレートと、をさらに設け、前記箔押さえプレートによって前記転写フィルムが拘束された後、前記フィルム送り装置が、前記第１方向の張力を解放し、成形品が得られた後に、その張力を復帰させることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の射出成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２４５６８０（Ｐ２０１２−２４５６８０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８５４４（Ｐ２０１１−１１８５４４）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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